LOS MATERIALES Y SUSU PROPIEDADES.

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Los materiales de construcción como el acero (barras grises), hormigón (suelo blanco), y: Foto de ladrillo (bloques de color rojo-marrón) que se ve aquí están diseñados para ayudar a las fuerzas de desequilibrio edificio, sino que también tienen que soportar el clima, por lo general a través de una período de varias décadas o incluso más tiempo, con el menor mantenimiento posible.

Dejando a un lado los textiles, qué tipo de propiedades es lo que buscamos en los materiales de uso cotidiano? Piense acerca de los materiales que utilizamos en edificios y estructuras. Vidrio, hierro, madera y plásticos en general son sólidos, pero en los edificios que realizan diferentes funciones y se comportan de manera muy diferente. La consideración más importante es la forma de un material responde a fuerzas, conocidas como sus propiedades mecánicas . Los materiales de construcción deben soportar diferentes tipos de fuerzas que los oprimen (puesta en compresión ), estirarlos (puesta en tensión ), ni las doble ( esquila ellos). La mayoría de los edificios tienen que hacer poco más que resistir la gravedad; algunos tienen que ser diseñados para hacer frente a las fuerzas más extremas, tales como terremotos y huracanes. Las propiedades mecánicas son parte de las propiedades físicas de un material. Otras propiedades físicas incluyen si los materiales conducen el calor y la electricidad , ya que dejan pasar la luz a través de ellos, y la forma en que la edad o el tiempo (lo hacen se oxidan como el hierro, se pudren, como la madera, o se degradan en la luz del sol como ciertos plásticos?).

El mejor compromiso

Las propiedades mecánicas son también importantes en los materiales que utilizamos para el transporte: aviones , cohetes espaciales , camiones y coches tienen que ser fabricado con materiales resistentes tanto para resistir las fuerzas que experimentan durante la aceleración y desaceleración y para proteger a los ocupantes en caso de accidente. Pero los materiales de transporte ilustrar otro principio fundamental de la forma en que elegimos y usar materiales: casi siempre tenemos que comprometer . Se podría hacer un avión fuera del acero súper fuerte, pero entonces podría ser demasiado pesado para despegar, o puede utilizar demasiado combustible para ser económico. Es por eso que los diseñadores aeroespaciales son tan propensos a utilizar aleaciones fuertes pero ligeros hechos de aluminio o de titanio , así como materiales compuestos. Aunque los coches tradicionalmente se han hecho a partir de metales, algunos están hechos de materiales compuestos tales como fibra de vidrio, que ofrecen un compromiso entre resistencia, peso y costo, y de aleaciones de aluminio y titanio más ligeros.

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La ciencia de materiales en movimiento: Foto: coches "inteligentes" se construye a partir de diversos materiales plásticos compuestos diferentes, haciéndolos más ligeros y más eficientes energéticamente que los coches de acero, pero sigue siendo seguro y fuerte.

Lo mismo ocurre con cualquier otro uso de los materiales: siempre hay un elemento de compromiso. La gasolina es una brillante manera de alimentar un coche, ya que, por unidad de su peso, que tiene más energía que cualquier otra sustancia, pero ampliamente disponible que hace que la contaminación del aire y es relativamente caro, por lo que es un caso más de "materiales de compromiso." Podríamos hacer zapatos de siempre fuera del acero, pero estaríamos muy pesados e incómodos. O podríamos hacerlos salir de algodón y lana increíblemente cómoda, pero luego no iba a durar mucho tiempo. En cambio, usamos materiales duraderos, flexibles y relativamente cómodos como el cuero y plásticos, por lo general un buen compromiso entre comodidad, costo y durabilidad.

La solución local

En nuestra era moderna de aviones a reacción y portacontenedores, es fácil de transportar materiales en cualquier parte del mundo en cuestión de días o semanas. En teoría, eso significa que podemos utilizar cualquier material que queremos usar en cualquier lugar que nos gustaría usarlo. Históricamente, eso no fue siempre el caso. Aunque algunos materiales (como la madera, el hierro y el carbón) son comunes en todo el mundo, otros (como el aceite que todavía potencias gran parte del planeta, el litio que utilizan en baterías recargables , y el uranio utilizado como combustible para plantas de energía nuclear ) están disponibles sólo en ciertos lugares. La enorme diversidad de estilos y la construcción de la arquitectura de todo el mundo es el mejor ejemplo de cómo las personas han utilizado materiales locales para resolver sus problemas. En los países escandinavos, donde la madera es barato y fácilmente disponible, hay muchos edificios con estructura de madera. En los países asiáticos como Vietnam, el bambú es ampliamente utilizado para hacer todo, desde puentes y casas de muebles y tuberías de agua. Hacer las cosas a partir de plásticos es el camino contrario a la utilización de materiales locales; podemos hacer plásticos sintéticos en plantas químicas en cualquier parte del planeta. Es por eso que los objetos de plástico modernos sienten cultural y geográficamente neutrales: no se producen naturalmente en cualquier lugar de la Tierra y no tienen vínculos evidentes a cualquier país o región en particular.

¿Por qué los materiales ....?

Pensando científicamente acerca de la estructura interna de los materiales puede ayudar a entender por qué se comportan como lo hacen ...

¿Por qué se puede doblar un clip sólo unas pocas veces antes de romperse?

Las tensiones y deformaciones repetidas conducen a lo que se llama la fatiga del metal , lo que ocurre cuando las pequeñas grietas dentro de un metal crecen gradualmente en otros más grandes, hasta que todo encaje a la mitad. Al doblar un clip primero en un sentido y luego otro, que está sometiendo a gigantes deformaciones (cambios en la forma), mucho más grandes que los de metal más objetos usuales experiencia.

¿Por qué estirar el caucho pesar de que es un sólido?

De caucho está hecho de moléculas de cadena larga, llamadas polímeros , que normalmente son todas arrugó. Al estirar una banda elástica, a enderezar las moléculas y separarlos, por lo que la goma se hace más largo. Al soltar, enlaces de entrecruzamiento entre los polímeros ayudan a cerrarse de nuevo en su lugar. Esto es lo que hace un elástico material